[发明专利]一种镀锌层用无铬钝化液及其使用方法

说明书

技术领域

本发明属于镀锌层的钝化处理技术领域，更具体地，本发明涉及一种镀锌层用无铬钝化液及其使用方法，属于IPC分类号C23C。

背景技术

众所周知，传统的铝合金表面防护处理工艺主要是铬酸盐钝化，该钝化工艺简单、成本低、抗蚀性能好，具有自修复性能。但铬酸盐钝化液含六价铬，毒性大，环境污染严重，镀件在生产和回收过程中容易对人体健康产生危害。随着欧盟RoHS环保指令的实施，所有在欧盟市场上出售的电子电器设备必须禁止使用铅、水银、镉、六价铬等重金属，与此同时国内相应的环保措施也逐步严格，因此研究开发经济、环保、高效并可适用于大规模工业生产的无铬钝化处理技术来代替现行的铬酸盐钝化处理技术，具有十分重要的科学意义和实用价值。

分析传统的铬酸盐钝化机制不难发现，铬酸盐钝化液通常是由六价铬化合物、三价铬化合物、导电盐、络合剂等组成。在钝化膜形成的过程中，发生锌的溶解、铬酸盐还原，以及三价铬凝胶的析出，这些反应形成了钝化膜的骨架，随后铬酸盐以碱式盐的形式吸附于凝胶上形成面层，至此生成了完整的六价铬钝化层。当钝化层因外力而刮伤后，在潮湿的空气中六价铬化合物溶于水并与露出的锌层起反应，即再次进行钝化处理，从而使钝化膜得到修复，铬酸盐的上述过程被成为六价铬钝化的“自愈”。概括地讲，铬酸盐的钝化机制为：三价铬形成钝化膜的骨架材料，六价铬产生钝化膜的“自愈”功能。

近几年，有使用前景且效果较好的无铬钝化液主要是锆钛系、钼酸盐、稀土铈盐、三价铬等。锆钛系钝化液中存在氟化物等同样污染环境的物质。钼与铬同族，且钼酸盐低毒，在替代铬酸盐处理方面具有一定的优势，然而，在铬酸盐钝化膜，由于六价铬具有强氧化性、游动性，在钝化膜破裂后可以进行自修复，人们非常希望钼酸盐钝化膜也具有这样的性质，但是由于六价钼酸盐的氧化性没有六价铬酸盐的强，因此，钼酸盐钝化不具备铬酸盐的自修复性能。

因此，有必要解决钼酸盐钝化的自修复问题。

发明内容

基于此，为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种镀锌层用无铬钝化液及其使用方法，该无铬钝化液具有铬酸盐类似的自修复性能。

为了实现上述发明目的，本发明采取了以下技术方案：

一种镀锌层用无铬钝化液及其使用方法，所述无铬钝化液包括以下重量百分比的原料：

水性醇酸树脂 10~25%

钼酸盐 0.5~3%

碳酸锆胺 0.5~3%

余量为水

磷酸调节pH至1~3

其中，所述水性醇酸树脂是由水性单体、不饱和脂肪酸、多元醇和多元酸制备而得的。

在其中一个实施例中，所述无铬钝化液还包括占所述水性醇酸树脂总质量12~25%的三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯。

在其中一个实施例中，所述水性醇酸树脂为超支化醇酸树脂，所述超支化醇酸树脂是以三羟甲基丙烷、二羟甲基丙酸、亚麻酸、邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐为原料合成得到的，所述超支化醇酸树脂的支化度为0.5~0.6，数均分子质量M_n=4.68×10³g/mol，质均分子质量M_w=5.4×10³g/mol，多分散性指数M_w/M_n=1.15。

在其中一个实施例中，所述水性醇酸树脂为超支化醇酸树脂，所述超支化醇酸树脂是以双季戊四醇、二羟甲基丙酸、桐油酸、邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐为原料合成得到的，所述超支化结构的支化度为0.5~0.6，数均分子质量M_n=4.45×10³g/mol，质均分子质量M_w=5.2×10³g/mol，多分散性指数M_w/M_n=1.17。

在其中一个实施例中，所述水性单体为二羟甲基丙酸。

在其中一个实施例中，所述多元醇为甘油、三羟甲基丙烷、单季戊四醇、或双季戊四醇。

在其中一个实施例中，所述多元酸为邻苯二甲酸酐和顺丁烯二酸酐的混合物，所述顺丁烯二酸酐占所述多元酸总质量的6~10%。

在其中一个实施例中，所述不饱和脂肪酸为亚油酸、亚麻酸或桐油酸。

在其中一个实施例中，所述钼酸盐为钼酸钠、钼酸钾、钼酸铵、或磷钼酸铵。

本发明还提供了上述用于镀锌层用无铬钝化液的使用方法，在25℃~35℃、pH值为1~3的条件下，用滚涂、浸涂等方法将无铬钝化液涂覆于镀锌板表面，80℃以上温度固化30s以上。